지구 깊은 곳에 잠들어 있는 ‘수소’,

지구 깊은 곳에 잠들어 있는 ‘수소’

==인류 17만 년치 에너지에 해당할까?==

 

■ 수소는 ‘제조’에서 ‘채굴’의 시대로

 

지구에 잠들어 있는 천연 수소의 이미지 ©스페이스 채널(AI)

그동안 수소는 자연 상태로는 축적되지 않는다고 여겨져 왔습니다. 가볍고 반응성이 매우 높아, 지하에 존재하더라도 곧바로 대기 중으로 확산된다고 생각되었기 때문입니다.
그러나 최근의 연구 결과로 이러한 상식이 뒤집히고 있습니다. 지구의 지각에는 오랜 시간에 걸쳐 수소가 자연적으로 생성되고, 그것이 지중에 저장되는 거대한 축적체, 이른바 ‘황금의 수소’ 혹은 ‘내추럴 수소(천연 수소)’가 존재할 가능성이 제시된 것입니다.

 

■ 지구가 1억 7천만 년에 걸쳐 만들어낸 천연 수소

옥스퍼드대학교 연구팀은 지난 10억 년 동안 지구의 대륙 지각이 생성해 온 수소의 양이, 현대 사회의 연간 에너지 수요 약 17만 년치에 해당한다는 추산을 발표했습니다. 또 다른 연구에서는 지구 전체에 최대 6조 2천억 톤의 수소가 존재할 가능성도 지적되고 있습니다.
물론 이 모든 수소를 채굴할 수 있는 것은 아니지만, 설령 그중 단 2%만 채굴할 수 있다 하더라도 약 200년치 화석연료에 맞먹는 에너지를 공급할 수 있다고 합니다.

수소가 지중에 축적되기 위해서는 다음의 6가지 조건이 필요합니다.

 

■ 물(지하수)의 존재

수소를 생성하는 암석의 존재(철, 우라늄, 토륨 등)

고온 환경(250~300℃)

저장이 가능한 암석(다공성 사암 등)

가스를 가두는 ‘뚜껑’ 역할의 암석(셰일이나 암염 등)

미생물이 적은 환경(수소가 소비되지 않도록)

이 모든 조건이 갖춰진 곳에서는, 지하 깊은 곳에서 물과 암석이 반응해 수소가 생성되고, 그것이 지층의 틈에 모여 외부로 빠져나가지 않은 채 봉인됩니다.
특히 중요한 것은 수소가 생성되는 시점에 ‘실(seal) 암석’이 존재하는 것입니다. 이것이 없으면 수소는 밖으로 빠져나가 축적되지 못합니다.

 

■ 지금, 전 세계에서 ‘수소 보물찾기’가 시작되다

중부 대륙 리프트대 ©미국 지질조사소(USGS)

현재 미국, 오만, 호주 등 세계 각지에서 지질 탐사가 진행 중입니다. 미국 지질조사소(USGS)는 중력·자기 데이터를 바탕으로 수소가 저장돼 있을 가능성이 있는 지층 지도를 제작했습니다.
미국 본토 48개 주를 대상으로 한 이 시도에서는, 지하 암석의 조성과 지질 구조를 기준으로 ‘수소 잠재성’을 수치화해 0(가능성 없음)에서 1(가능성 높음)까지 색상 지도로 공개했습니다.

특히 주목받고 있는 지역은 약 10억 년 전 북미 대륙이 분열 직전까지 갔던 ‘미드컨티넨트 리프트(Midcontinent Rift, 중부 대륙 리프트대)’입니다. 이 지역은 철을 많이 포함한 암석이 풍부해, 천연 수소가 생성되기 쉬운 환경으로 여겨집니다.

 

■ ‘인공적으로 수소를 만들어내는 지층’도 연구 중

지구 온난화 이미지 ©스페이스 채널(AI)

수소의 ‘자연 레시피’가 밝혀지면서, 그 조건을 인위적으로 조성해 수소를 만들어내는 ‘자극형 수소 생산(stimulated hydrogen production)’이라는 새로운 기술에도 관심이 집중되고 있습니다.
이는 지중에 물을 주입해 고온의 철 함유 암석과 반응시켜 수소를 발생시키는 방식으로, 말 그대로 ‘인공 수소 광산’이라 부를 만한 기술입니다. 오만 등지에서 파일럿 프로젝트가 진행되고 있습니다.

불과 1년 전만 해도 ‘꿈같은 이야기’로 여겨졌던 이 방법은, 현재 실용화를 향한 움직임이 빠르게 가속되고 있습니다.

수소는 비료, 철강, 반도체, 로켓 연료는 물론 수소차와 건물 전원에까지 활용되는 ‘만능 연료’입니다. 현재는 그 대부분이 천연가스에서 생산되고 있지만, 이를 천연 수소로 대체할 수 있다면 전 세계 CO₂ 배출을 대폭 줄일 수 있을 것입니다.
채굴 비용과 수송 인프라라는 과제는 남아 있지만, 수소는 이미 지하에 ‘저장돼 있다’는 점에서 다른 재생에너지에 비해 ‘안정적인 공급이 가능하다’는 강점도 지니고 있습니다.

여러분은 지구 지하에 존재하는 ‘천연 수소’를 새로운 청정에너지로 본격 활용해야 한다고 생각하시나요? 또 이것이 ‘재생에너지의 결정타’가 될 수 있다고 느끼시나요? 여러분의 생각을 들려주세요.

 

* 자료출처=宇宙系YouTuber

* 일본어운문=【地球深部に眠る“水素”は人類の17万年分のエネルギーに匹敵？】水素は製造から 掘り出す時代へ

* 출처=https://news.yahoo.co.jp› expert › articles